【技术实现步骤摘要】
本申请涉及飞行机械臂控制的，具体而言，涉及一种飞行机械臂控制方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、飞行机械臂是一种将旋翼飞行器和机械臂两部分结合而成的具备主动接触作业能力的新型空中机器人。由于机械臂的创新引入，飞行机械臂显而易见地能够突破局限应对更多接触式空中作业，例如物品抓取转移、电力线路检修、高空设备维护等。飞行机械臂对外界物体进行接触作业过程中，从接触安全的角度考虑，柔顺性控制技术是飞行机械臂的一个非常理想的特征，柔顺性控制技术不仅可以防止系统接触力突变，而且也能对机械臂执行器起到缓冲保护作用。因此，相比于刚性飞行机械臂，由具有柔性关节的多自由度机械臂和旋翼飞行器组成的刚柔耦合飞行机械臂具有更好的接触作业性能。
2、但是，现有的刚柔耦合飞行机械臂的控制方法依赖于力传感器或力矩传感器，当传感器(力传感器或力矩传感器)出现故障时，现有的控制方法不能准确地控制刚柔耦合飞行机械臂。过于依赖传感器的刚柔耦合飞行机械臂的控制方法存在很大的局限性。
3、因此，为了解决现有的刚柔耦合飞行机械臂的控制方法过于依赖传感器而存在很大的局限性的技术问题，亟需一种飞行机械臂控制方法、装置、电子设备及存储介质。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种飞行机械臂控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过飞行机械臂的柔性关节动力学模型，结合预设的状态估计器，计算得到飞行机械臂的柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，以对飞行机械臂进行控制，解决现有的刚柔耦合飞行机械臂
2、第一方面，本申请提供了一种飞行机械臂控制方法，用于对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，包括步骤：
3、获取飞行机械臂的结构数据和动力学数据；
4、构建与所述结构数据和所述动力学数据对应的所述飞行机械臂的柔性关节动力学模型；
5、将所述结构数据和所述动力学数据输入预设的关节刚度计算公式，计算得到所述飞行机械臂的柔性关节的关节刚度；
6、根据预设的状态估计器，结合所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值；
7、基于所述柔性关节动力学模型和所述角度偏转补偿值，对所述飞行机械臂进行控制，以使所述飞行机械臂的柔性关节到达所述目标控制位置。
8、本申请提供的飞行机械臂控制方法可以实现对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，通过飞行机械臂的柔性关节动力学模型，结合预设的状态估计器，计算得到飞行机械臂的柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，以对飞行机械臂进行控制，解决现有的刚柔耦合飞行机械臂的控制方法过于依赖传感器而存在很大的局限性的问题，防止刚柔耦合飞行机械臂在执行任务时由于传感器出现故障而不能完成任务，使得刚柔耦合飞行机械臂的控制方法不再依赖于传感器，提高了飞行机械臂控制的适应性。
9、可选地，所述柔性关节动力学模型包括柔顺机构传输的实际力矩与输出连杆重力和外部力矩的关系式，以及柔顺机构传输的实际力矩与偏转角度的关系式。
10、可选地，所述预设的关节刚度计算公式具体为：
11、
12、其中，km为柔性关节的关节刚度，r为弹性元件的半径；r是从弹性元件端面中心到输出连杆中心的距离；θ为伺服电机的轴角位置；ks为弹性元件的刚度系数。
13、本申请提供的飞行机械臂控制方法可以实现对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，通过预设的关节刚度计算公式，计算得到飞行机械臂的柔性关节的关节刚度，通过柔性关节的关节刚度可以实现对飞行机械臂的柔顺控制，有利于提高飞行机械臂的控制效率。
14、可选地，根据预设的状态估计器，结合所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，包括
15、根据所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述飞行机械臂的柔顺机构的实际力矩；
16、通过所述预设的状态估计器，基于预设的目标控制力矩与所述实际力矩的差值，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值。
17、本申请提供的飞行机械臂控制方法可以实现对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，通过预设的状态估计器，根据预设的目标控制力矩与飞行机械臂的实际力矩的差值，计算飞行机械臂的柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，通过角度偏转补偿值可以实现对飞行机械臂的柔顺控制，有利于提高飞行机械臂的控制效率。
18、可选地，通过所述预设的状态估计器，基于预设的目标控制力矩与所述实际力矩的差值，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，包括：
19、通过所述预设的状态估计器，运用逆向运动学方法，将关于所述飞行机械臂的末端执行器的预设的目标执行位置转换为所述柔性关节的目标控制位置；
20、基于预设的目标控制力矩与所述实际力矩的差值，计算得到所述柔性关节到达所述目标控制位置时的角度偏转补偿值。
21、可选地，基于所述柔性关节动力学模型和所述角度偏转补偿值，对所述飞行机械臂进行控制，以使所述飞行机械臂的柔性关节到达所述目标控制位置，包括：
22、根据所述柔性关节动力学模型，计算得到所述角度偏转补偿值对应的所述飞行机械臂的柔顺机构的补偿力矩；
23、基于所述补偿力矩，对所述飞行机械臂进行控制，以使所述飞行机械臂的柔性关节到达所述目标控制位置。
24、第二方面，本申请提供了一种飞行机械臂控制装置，用于对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，包括：
25、获取模块，用于获取飞行机械臂的结构数据和动力学数据；
26、构建模块，用于构建与所述结构数据和所述动力学数据对应的所述飞行机械臂的柔性关节动力学模型；
27、输入模块，用于将所述结构数据和所述动力学数据输入预设的关节刚度计算公式，计算得到所述飞行机械臂的柔性关节的关节刚度；
28、计算模块，用于根据预设的状态估计器，结合所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值；
29、控制模块，用于基于所述柔性关节动力学模型和所述角度偏转补偿值，对所述飞行机械臂进行控制，以使所述飞行机械臂的柔性关节到达所述目标控制位置。
30、该飞行机械臂控制装置，通过飞行机械臂的柔性关节动力学模型，结合预设的状态估计器，计算得到飞行机械臂的柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，以对飞行机械臂进行控制，解决现有的刚柔耦合飞行机械臂的控制方法过于依赖传感器而存在很大的局限性的问题，防止刚柔耦合飞行机械臂在执行任务时由于传感器出现故障而不能完成任务，使得刚柔耦合飞行机械臂的控制方法不再依赖于传感器，提高了飞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞行机械臂控制方法，用于对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述柔性关节动力学模型包括柔顺机构传输的实际力矩与输出连杆重力和外部力矩的关系式，以及柔顺机构传输的实际力矩与偏转角度的关系式。
3.根据权利要求2所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述偏转角度为伺服电机的轴角位置和输出连杆的连杆角位置之间的角度差值。
4.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述预设的关节刚度计算公式具体为：
5.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，根据预设的状态估计器，结合所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，包括
6.根据权利要求5所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，通过所述预设的状态估计器，基于预设的目标控制力矩与所述实际力矩的差值，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，包括：
7.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，基
8.一种飞行机械臂控制装置，用于对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，运行如权利要求1-7任一项所述飞行机械臂控制方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-7任一项所述飞行机械臂控制方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种飞行机械臂控制方法，用于对刚柔耦合飞行机械臂进行控制，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述柔性关节动力学模型包括柔顺机构传输的实际力矩与输出连杆重力和外部力矩的关系式，以及柔顺机构传输的实际力矩与偏转角度的关系式。
3.根据权利要求2所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述偏转角度为伺服电机的轴角位置和输出连杆的连杆角位置之间的角度差值。
4.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，所述预设的关节刚度计算公式具体为：
5.根据权利要求1所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，根据预设的状态估计器，结合所述柔性关节动力学模型和所述关节刚度，计算得到所述柔性关节到达目标控制位置时的角度偏转补偿值，包括
6.根据权利要求5所述的飞行机械臂控制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，王豪，刘振，黄秀韦，赵迎宾，宾剑雄，邓锦祥，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：
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